УДК 656.021 Частота (плотность) движения. Интенсивность движения. Контроль за движением
В данной работе представлена транспортная модель, которая служит инструментом для прогнозирования эффективности предлагаемых мероприятий по организации дорожного движения и оптимизации маршрутной сети общественного транспорта. На основании проведенных расчетов проведена оценка пропускной способности и уровня загрузки наиболее значимого пересечения, расположенного на въезде в зону проведения ремонтных работ Первомайского проспекта. Полученные результаты показали несущественное различие при расчете по нормативной документации и при использовании программного продукта PTV Vissim.
ТРАНСПОРТНАЯ МОДЕЛЬ, ТРАНСПОРТНЫЙ ПРОЦЕСС, ИНТЕНСИВНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ, УЛИЧНО-ДОРОЖНАЯ СЕТЬ
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
На сегодняшний день в ходе глобальных экономических перемен в России, и в мире в целом, отечественная транспортная система включает в себя 88 тыс. км железных дорог, более 750 тыс. км дорог с твердым покрытием, более 600 тыс. км воздушных линий, 70 тыс. км магистральных нефтепроводов, более 140 тыс. км газопроводов, 115 тыс. км маршрутов речного судоходства [1].
С ростом автомобильной загруженности дорог и увеличения объема перевозок все в большей степени актуализируется проблема развития состоянии улично-дорожных сетей городов РФ и форсирования их пропускной способности. Проблема проявляется возникновением заторов в городских транспортных сетях, возникновением перегруженных городских районов и обусловливается моделями городского землепользования, фактическим состоянием и структурой дорог, заметно отличающейся от оптимальной, особенно старых городских центрах и в пиковые периоды поездок на работу [2-6].
Моделирование транспортных процессов – один из способов решения вышесказанной проблемы.
2 Материалы и методы
В рамках изучения транспортных потоков, их состава и интенсивности в границах г. Рязани по каждой точке был сформирован паспорт замеров, содержащий информацию о расположении точки, полученные значения интенсивности транспортных средств по всем направлениям [7-9].
Данные о существующих потоках и загрузке автомобильных дорог, прилегающих к Первомайскому проспекту получены из макромодели г. Рязани и представлены на рисунке 1.
Из рисунка 1 видно, что уровень загрузки Первомайского проспекта в настоящее время достаточно высок и составляет 70-90 %, при этом в сутки здесь проезжает до 40000 автомобилей. Столь высокий уровень загрузки основной магистральной дороги вызывает необходимость грамотно организовать перераспределение транспортных потоков на период проведения ремонта.
Для анализа существующей ситуации в узлах пересечении дорог разрабатывается микромодель узла. В процессе моделирования выявляются проблемы, возникающие при проезде исследуемого участка, или делается вывод об их отсутствии [10, 11]. Подробный процесс разработки базовой микромодели рассмотрен на примере построения модели пересечения Первомайского проспекта и ул. Вокзальной.
Рисунок 1 – Интенсивность и загрузка автомобильных дорог
В качестве растровой основы для построения микромодели использовалась картографическая подложка. Основа для пересечения модели приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Вид в плане микромодели узла № 1
В программе VISSIM транспортная схема с пересечением дорог была построена из элементов дорожных и соединительных отрезков, ширина которых соответствовала геометрическим характеристикам моделируемого объекта.
Отрезки в VISSIM представляют собой проезжую часть дороги с установленным количеством полос движения, которое задается как параметр соответствующих отрезков. Схемы создавались на масштабированной графической основе, что позволило построить геометрию пересечения (рис. 3) в соответствии с существующей конфигурацией узла.
Рисунок 3 – Внесение отрезков для движения транспортных средств (ТС)
При выполнении поворота на пересечении, а также при выполнении маневра, проезде искусственных неровностей и тому подобных препятствий водитель снижает скорость. Для моделирования такого поведения автомобилей были применены зоны малоскоростного движения (рис. 4).
Рисунок 4 – Зоны малоскоростного движения
В модели порядок проезда конфликтных точек определен на основании существующей организации дорожного движения (рис. 5).
Рисунок 5 – Определение правил проезда
Зеленым цветом выделена полоса движения, находясь на которой транспортное средство обладает приоритетом проезда.
3 Результаты исследований
Пересечение Первомайского проспекта и ул. Вокзальной является регулируемым. В программу введен режим работы светофорного объекта (СО) (рис. 6).
Рисунок 6 – Режим работы СО
После калибровки модели получена базовая версия, на основании которой можно оценить предлагаемые мероприятия по изменению организации дорожного движения, включая режим работы светофора, на момент проведения работ на Первомайском проспекте (рис. 7).
Рисунок 7 – Кадр 3D симуляции модели
Проведя анализ замеров результатов интенсивности транспортных потоков и построив транспортные модели в ключевых узлах, предлагается к реализации следующее решение: закрыть движение для всего транспорта, кроме общественного на участке дороги от пересечения Первомайского проспекта и ул. Вокзальная до пересечения Первомайского проспекта с ул. Типанова (рис. 8).
Рисунок 8 – Предлагаемая схема дорожного движения
На данных участках дороги из существующих шести полос остаются для функционирования только две – по одной полосе в каждом направлении (правые полосы).
Таким образом, движение личного транспорта будет организовано по объездным маршрутам по ул. Вокзальная через ж/д станцию Рязань-1 и Рязань-2 (рис. 9).
Рисунок 9 – Схема объезда для транспортных потоков, кроме общественного транспорта (ОТ)
Постоянная базовая модель позволяет оценить эффективность изменения организации дорожного движения в узле, например, провести оптимизацию светофорного регулирования, проверить эффективность локально-реконструкционных мероприятий, оценить изменение движения по полосам, оценить влияние парковки на дорожную ситуацию [12, 13].
В результате транспортная модель служит инструментом для прогнозирования эффективности предлагаемых мероприятий как по организации дорожного движения, так и по оптимизации маршрутной сети общественного транспорта [14].
На основании проведенных расчетов (как по ОДМ, так и произведенных в модели) проведена оценка пропускной способности и уровня загрузки наиболее значимого пересечения, расположенного на въезде в зону проведения ремонтных работ Первомайского проспекта. Полученные результаты показали несущественное различие при расчете по нормативной документации и при использовании программного продукта PTV Vissim. Следовательно, для оценки пропускной способности и коэффициента загрузки возможно использовать оба рассмотренных способа, однако микромодель имеет более широкое применение при организации и оценке дорожного движения [15, 16].
4 Обсуждение и заключение
Результаты исследований показали адекватность модели интенсивности транспортных потоков при использовании программного продукта PTV Vissim. Путем использования модели для случая проведения ремонтных работ Первомайского проспекта обоснована целесообразность ограничения движения для индивидуального транспорта и предоставление приоритета для общественного транспорта. Таким образом, предлагается закрыть движение по Первомайскому проспекту для всего транспорта, кроме общественного.
Микромоделирование является мощным инструментом для анализа существующей ситуации и проверки гипотез при организации дорожного движения. Благодаря полученной из модели информации специалисты могут предлагать и моделировать мероприятия по улучшению транспортной ситуации на центральной артерии города Рязани. Реализация мероприятий по ОДД должна привести к снижению времени проезда, повышению уровня безопасности дорожного движения и снижению негативного воздействия транспортных средств на окружающую среду.
1. Кильдишев, А.А., Определение эффективности общественного транспорта путем опроса населения / А.А. Кильдишев, Д.С. Рябчиков, В.В. Терентьев, К.П. Андреев // Приоритетные направления инновационного развития транспортных систем и инженерных сооружений в АПК. Материалы международной студенческой научно-практической конференции. 2021. С. 217-220.
2. Латышенок, Н.М Оптимизация дорожного движения в городах / Н.М. Латышенок, В.В. Терентьев, О.А. Тетерина, А.В. Шемякин // Сборник научных статей 14-й Международной научно-технической конференции «Современные автомобильные материалы и технологии (САМИТ - 2022)». Курск, 2022. С. 163-166.
3. Аникина, Я.А. Логистика и управление цепями поставок. Теория и практика. Основы логистики / Я. А. Аникина, Т. А. Ролкина. - М.: Проспект, 2013. 344 c.
4. Панюков, А. В. Математическая модель для решения оперативной проблемы региональных грузоперевозок / А. В. Панюков, Ю. В. Пивоварова, Х. Чалуб // Тр. 70-й конф. преподавателей и сотрудников ЮУрГУ. Челябинск, ЮУрГУ. Май 2018 г. Изд. центр ЮУрГУ, 2018. C. 71-76.
5. Курганов, В.М. Международные перевозки / В. М. Курганов, Л. Б. Миротин. - М.: Изд. центр «Академия», 2013. 304 c.
6. Рябчиков, Д.С. Модель оценки качества обслуживания населения / Д.С. Рябчиков,Н.В. Аникин // Наука молодых - будущее России. Сборник научных статей 6-й Международной научной конференции перспективных разработок молодых ученых. Курск, 2021. С. 182-185.
7. Мальчиков, В.Н. Цифровизация транспортной отрасли / В.Н. Мальчиков, В.В. Терентьев, Тетерина О.А. // Сборник научных статей Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные решения для АПК». Рязань, 2023. С. 291-296.
8. Мальчиков, В.Н. Применение интеллектуальных транспортных систем в перевозочном процессе / В.Н. Мальчиков, А.В. Шемякин, Д.С. Рябчиков // Инновационные решения в области развития транспортных систем и дорожной инфраструктуры : Материалы Всероссийской студенческой научно-практической конференции, приуроченной к профессиональному празднику - Дню работника автомобильного транспорта 27 октября 2022 года. Издательство Рязанского государственного агротехнологического университета. Рязань, 2022. С. 213-219.
9. Dib, O. Advance modeling approach for computing multicriteria shortest paths in multi-modal transportation networks / O. Dib, M. Manier, L. Moalic // 2016 IEEE Int. Conf. on Intelligent Transportation Engineering. 2016. pp. 40-44.
10. Тимакина, А.А. Анализ математической модели транспортирования грузов с учетом дорожных и природно-климатических условий / А.А. Тимакина, Н.М. Куминов, Д.С. Рябчиков, В.М. Ульянов, И.А. Мурог // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2023. Т. 15. № 1. С. 160-167.
11. Тимакина, А.А. Оценка и анализ параметров, характеризующих дорожное движение, и параметров эффективности организации дорожного движения / А.А. Тимакина, Н.А. Ляляева, Д.С. Рябчиков // Актуальные вопросы транспорта и механизации в сельском хозяйстве. Материалы национальной научно-практической конференции, посвященной 80-летию д.т.н., профессора Бычкова Валерия Васильевича 27 января 2022 года. Министерство сельского хозяйства РФ, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева». 2022. С. 135-139.
12. Ульянов, И.С. Методология проведения замеров пассажиропотока в сечении участка маршрутной сети городского пассажирского транспорта / И.С. Ульянов, Д.С. Рябчиков, И.Н. Горячкина // Инновационные решения в области развития транспортных систем и дорожной инфраструктуры: Материалы Всероссийской студенческой научно-практической конференции, приуроченной к профессиональному празднику - Дню работника автомобильного транспорта 27 октября 2022 года. Издательство Рязанского государственного агро-технологического университета. Рязань, 2022. С. 154-159.
13. Шемякин, А.В. Комплексная цифровизация на предприятиях автомобильного транспорта: перспективы внедрения / А.В. Шемякин, А.Б. Мартынушкин, О.В. Лозовая, Н.Н. Пашканг, В.В. Терентьев // Грузовик. 2023. № 6. С. 30-34. DOI:https://doi.org/10.36652/1684-1298-2023-6-30-34.
14. Шемякин, А.В. Современные подходы к обеспечению безопасности дорожного движения / А.В. Шемякин, В.В. Терентьев, А.Б. Мартынушкин // Актуальные вопросы транспорта и механизации в сельском хозяйстве. Материалы национальной научно-практической конференции, посвященные памяти д.т.н., профессора Бычкова Валерия Васильевича. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» Автодорожный Факультет. 2023. С. 347-353.
15. D. Ryabchikov, I. Marusina, A. Shemyakin, M. Alexeevsky and V. Malchikov, "The rele-vance of the Use of Electric Buses at Motor Transport Enterprises for Intracity Passenger Routes," 2022 International Conference on Engineering Management of Communication and Technology (EMCTECH), Vienna, Austria, 2022, P. 1-5, doi:https://doi.org/10.1109/EMCTECH55220.2022.9934070.
16. V. N. Malchikov, A. V. Shemyakin, D. S. Ryabchikov, A. V. Marusin and A. A. Poly-arush, "Implementation of Unmanned Vehicles to Improve the Quality of Passenger Transpos-ration," 2022 International Conference on Engineering Management of Communication and Tech-nology (EMCTECH), Vienna, Austria, 2022, P. 1-5, DOI:https://doi.org/10.1109/EMCTECH55220.2022.9934038.
